Имитатор сигналов гидроакустической антенны эхолота

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Имитатор сигналов гидроакустической антенны эхолота

В.А. Гучмазов, Е.Д. Долганова ОАО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор»

Аннотация

Цель работы заключается в разработке имитатора сигналов гидроакустической антенны эхолота, позволяющего производить отладку программно-аппаратных средств эхолота и проверку работоспособности серийных изделий на предприятии-изготовителе.

Введение

Эхолот - навигационный прибор для автоматического измерения глубины водоёмов с помощью гидроакустических эхосигналов. Принцип работы эхолота заключается в измерении временного интервала между моментом излучения антенны эхолота, находящейся под килем корабля, зондирующего сигнала и моментом приема антенной отраженного от дна эхосигнала. Измеренный временной интервал пропорционален глубине под килем.

В связи с высокой стоимостью проведения объектовых испытаний, на предприятиях морского приборостроения, изготавливающих эхолоты, на этапах отладки программно-аппаратных средств и проверки работоспособности серийных изделий возникает потребность в имитаторе сигналов гидроакустической антенны. Как правило, для этого используется схема одновибратора, которая формирует отраженный эхо-импульс с задержкой пропорциональной глубине и ручной установкой отраженной мощности. Однако в подобной схеме построения не учитываются особенности распространения и свойства гидроакустического эхосигнала.

При работе эхолотов в реальных условиях возможны ситуации отражения от звукорассеивающего слоя и переотражения. На данный момент работу эхолота в этих ситуациях возможно отладить лишь в море и при определенных климатических и гидрологических условиях. В связи с этим, была поставлена задача разработать имитатор сигналов гидроакустической антенны эхолота, который бы формировал эхосигнал приближенный к реальному (с учетом свойств и особенностей распространения гидроакустического эхосигнала в воде), позволяющего производить отладку программно-аппаратных средств эхолота и проверку работоспособности серийных изделий непосредственно на предприятии-изготовителе и на объектах заказчика.

Разрабатываемый имитатор необходим всем изготовителям эхолотов, а также всем сервисным компаниям, судоремонтным и судостроительным заводам, обеспечивающим монтаж и ремонт эхолотов.

сигнал гидроакустический антенна эхолот

1. Описание имитатора

Имитатор включает в себя устройство приема и детектирования излучаемого сигнала (УПД), состоящее из эквивалента антенны (являющийся нагрузкой для приемопередатчика эхолота), преобразователя уровня (ПУ) и аналого-цифрового преобразователя (АЦП); схема формирования отраженного эхосигнала, реализованная на программируемой логической интегральной схеме (ПЛИС); устройство преобразования мощности отражённого эхосигнала (УПМ) и источник вторичного питания (ИП). Приемопередающая часть обеспечивает прием излученного сигнала эхолота и формирование отраженного сигнала. Вычислительная часть выполняет сбор и обработку данных. Структурная схема разработанного имитатора представлена на рисунке 1.

Рис. 1. Структурная схема имитатора

Алгоритм работы имитатора следующий: проверяемый приемопередатчик формирует зондирующий импульс, поступающий одновременно на эквивалент антенны и АЦП. С АЦП сигнал поступает на ПЛИС, где формируется эхосигнал с задержкой пропорциональной установленной глубине относительно зондирующего импульса. Значение глубины поступает на ПЛИС по каналу RS-232 с ПК. Кроме того значение мощности имитируемого эхосигнала может задаваться вручную (передается по каналу RS-232 с ПК) или рассчитываться автоматически, в зависимости от значения установленной глубины в соответствии с пространственным затуханием звука в воде.

Для отладки программного обеспечения эхолота и проверки его устойчивости при отражении от ЗРС и переотражении имитатор формирует «ложный» эхо-импульс и переотраженный эхосигнал соответственно (50-100м).

Далее сигнал поступает в УПМ, где ослабляется и приводится к уровню эхосигнала гидроакустической антенны. И затем поступает обратно на приемопередатчик эхолота.

Схема подключения имитатора к ПК приведена на рисунке 2.

· имитация сигналов гидроакустической антенны эхолота на глубинах от 1 до 2000 метров;

· индикация и изменение имитируемой глубины напрямую с панели имитатора;

· возможность питания имитатора от сети постоянного тока с напряжением от 9 до 36 В;

· возможность управления работой имитатора с ПК;

· изменение ослабления излученного эхолотом сигнала в границах от 100 до 140 дБ.

Наличие ручного изменения ослабления излученного сигнала позволяет измерить чувствительность приемника эхолота и диагностировать весь приемно-усилительный тракт.

2. Пройденные и перспективные этапы работ